Interferensi Cahaya

INTERFERENSI
DAN
DIFRAKSI
Materi yang akan dibahas :
1. Interferensi
 Interferensi Young
 Interferensi Selaput Tipis
2. Difraksi
 Difraksi Celah Tunggal

Difraksi Fresnel

Difraksi Fraunhofer
 Difraksi Celah Ganda
 Kisi Difraksi
Difraksi Sinar X
Interferensi Cahaya
Adalah perpaduan dari 2 gelombang cahaya.
Agar hasil interferensinya mempunyai pola
yang teratur, kedua gelombang cahaya harus
koheren, yaitu memiliki frekuensi dan
amplitudo yg sama serta selisih fase tetap.
Pola hasil interferensi ini dapat ditangkap pada
layar, yaitu
 Garis terang, merupakan hasil interferensi
maksimum (saling memperkuat atau
konstruktif)
 Garis gelap, merupakan hasil interferensi
minimum (saling memperlemah atau
destruktif)
Paduan Gelombang
 Saling menguatkan Saling Melemahkan
Beda Lintasan
Jarak tempuh cahaya yang melalui dua celah
sempit mempunyai perbedaan (beda lintasan),
hal ini yang menghasilkan pola interferensi.
Kondisi Interferensi
Syarat interferensi maksimum :
Interferensi maksimum terjadi jika kedua
gelombang memiliki fase yg sama (sefase),
yaitu jika selisih lintasannya sama dgn nol atau
bilangan bulat kali panjang gelombang λ.
d sin   m ;
m  0,1, 2,...
Bilangan m disebut orde terang. Untuk m=0
disebut terang pusat, m=1 disebut terang ke-1,
dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih
besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka
sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ =
p/l, dengan demikian
pd
 m
l
Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat
terang
Syarat interferensi minimum
Interferensi minimum terjadi jika beda fase
kedua gel 180o, yaitu jika selisih lintasannya
sama dgn bilangan ganjil kali setengah λ.
d sin   (m  12 );
m  1, 2,3,...
Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap
ke nol. Untuk m=1 disebut gelap ke-1, dst.
Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka
pd
 (m  12 )
l
Dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat
terang.
Jarak antara dua garis terang yg berurutan
sama dgn jarak dua garis gelap berurutan.
Jika jarak itu disebut Δp, maka :
pd

l
Interferensi Celah Ganda :
 Pertama kali ditunjukkan oleh Thomas Young pada tahun 1801.
 Ketika dua gelombang cahaya yang koheren menyinari dua celah
sempit, maka akan teramati pola interferensi terang dan gelap
pada layar.
Interferensi optik dapat terjadi jika dua gelombang (cahaya)
secara simultan hadir dalam daerah yang sama.
 1   m1 sin(kr1  t )
 2   m 2 sin(kr2  t )

m
 m2
r

kr2
l

2

(r2  r1 ) 
2

r
  kr2  kr1  k (r2  r1 )
 m1
kr1
 m   m21  m2 2  2 m1 m2 cos 
r  d sin 
 Interferensi konstruktif terjadi jika:
  2m
d sin  

2
m  0, 1, 2,
d sin  
d sin   m
2m
2
 Interferensi destruktif terjadi jika:
  (2m  1)
m  0, 1, 2,
(2m  1)
d sin  
2
1
d sin   (m  )
2
Penentuan panjang gelombang
Dari gambar diperoleh:
p  l tan 
jika l  d maka:
p  l sin 
l
pm 
ml 
d

pm d
ml
Interferensi Selaput Tipis
Perubahan fase180o
Perubahan fase 0o
n>1
2nt = m
2nt = (m+
t
(m  0, 1, 2...) Destruktif
1
)
2
(m  0, 1, 2...) Konstruktif
Contoh Soal:
1. Celah ganda yang berjarak 0,100 mm berada 1,20 m dari
layar tampilan. Cahaya dengan panjang gelombang
=500 nm jatuh pada celah dari sumber yang jauh.
Berapa jarak antar interferensi terang pertama dan
kedua pada layar?
Penyelesaian :
Interferensi terang (konstruktif orde pertama m=1)
m (1)(500 109 m)
sin 1 

 5,00 103
4
d
1,00 10 m
Ini merupakan sudut kecil, sehingga :
sin 1  1  tan 1 , dengan  dalam satuan radian
Dengan demikian orde pertama akan muncul pada jarak:
p1  L1  (1,terang
20 m)(5,00
10-3 ) orde
6,00n=2)
mm
Interferensi
(konstruktif
p2  L1  L
2
 12, 0 mm
d
P2
P1
Jadi, jarak antara pusat maksimum interferensi
adalah : (p2 - p1) = 6,00 mm
2. Dalam
terang
suatu eksperimen untuk mengukur panjang
gelombang cahaya digunakan percobaan Young.
Diperoleh bahwa jarak layar ke celah ganda adalah 180 cm
dan jarak dua celah 0,09 mm. Jika jarak antara 7 gelap
adalah 7,2 cm, hitunglah panjang gelombang cahaya
tersebut!
Penyelesaian
:
Jarak 7 gelap = 7,2 cm artinya jarak antara dua gelap berturutturut adalah :
p  7, 2 /(7  1)  1, 2 cm
p 
l
d
p d 0, 012 x 9 x 105


 6 x 107 m
l
1,8
3. Pada percobaan Young digunakan sumber cahaya dengan panjang
gelombang 5000 A. Pola interferensi diamati pada layar yang
berada 100 cm di belakang celah rangkap. Ternyata 20 pita
menduduki 11 mm. Tentukan jarak celah!
Penyelesaian:
Ada 20 pita dalam 11 mm berarti jarak antara dua pita adalah:
p 
11
11

 0,58 mm
20  1 19
m l
d
Jarak dua pita terang berturut-turut dicari dengan mengambil pita
terang ke-m dan pita ke-(m+1):
Lokasi pita terang ke-m dicari dengan rumus : Pm 
p  pm 1  pm 
l
(m  1)l ml l


d
d
d
1 x 5000 x 1010
d

 0,862 mm
4
p
5,8 x 10